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基于机器视觉的全自动管-板焊机关键技术研究

基于机器视觉的全自动管-板焊机关键技术研究

作     者:王兵 

作者单位:华中科技大学 

作者专业:机械电子工程

学位级别:硕士

导师姓名:黄禹

授予单位:华中科技大学

授予年度:2018年

学科分类:08[工学] 0802[工学-机械工程] 080201[工学-机械制造及其自动化] 080203[工学-机械设计及理论] 

主      题:管板焊 机器视觉 图像处理 系统开发 

摘      要:在大型高参数压力容器中,管-板部件的焊接质量直接影响设备的换热性能和使用寿命。尽管目前管板焊接采用了半自动化、专用化的焊接装备,如焊接操作架、自动化焊接小车等,但面对多达上万根管需要焊接到孔板上,这些装备存在生产周期长、成本高、精度差、劳动强度大、成品率低等问题。为了建立精度高、品质好、质量稳定的全自动管-板焊接工艺,本文研究了一种基于机器视觉的全自动管-板焊接方法,并给出了总体设计方案及关键技术实现,主要研究工作如下:首先对管板焊接的作业对象及流程进行研究分析,在明确了管板自动焊接工艺及焊机设计要求的前提下,提出了管板自动焊机的总体方案设计;研究了自动管板焊机系统的控制模型,并完成了系统基础硬件的选型。通过对机器视觉系统进行研究设计,完成了视觉检测系统的硬件选型,并在此基础上对相机模型进行研究,以针孔成像模型为对象研究了相机标定方法;并针对拍摄的图像进行图像处理算法和特征信息提取方法的研究,为自动管板焊机的精确定位打下了基础。针对自动管板焊机系统的上下位机控制模型,提出了分层体系的系统软件架构,并对系统软件进行功能模块的划分和关键模块的设计实现。最后对样机图形编辑功能模块、视觉系统图像处理算法和系统可行性进行试验,测试结果验证了该管板自动焊接系统具有足够的检测精度且能够满足工业生产需求。更多还原

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